催化剂化学反应速率课件

第二节 影响化学反应速率的因素第二节 影响化学反应速率的因素Tankertanker Design 在化学实验和日常生活中，我们经常观察到在化学实验和日常生活中，我们经常观察到这样的现象：有的进行得快，有的进行得慢。这样的现象：有的进行得快，有的进行得慢。在化学实验和日常生活中，我们经常观察到Tankertanker Design 煤是古代植物埋藏在地下煤是古代植物埋藏在地下煤是古代植物埋藏在地下煤是古代植物埋藏在地下经历经历了复了复了复了复杂杂的的的的变变化，化，化，化，经经过过几几几几亿亿年年年年的的的的时间时间，逐，逐，逐，逐渐渐形成的固体可燃性形成的固体可燃性形成的固体可燃性形成的固体可燃性矿矿物物物物 大多数石油是由埋藏在地下沉大多数石油是由埋藏在地下沉大多数石油是由埋藏在地下沉大多数石油是由埋藏在地下沉积层积层中的有机物中的有机物中的有机物中的有机物经经过过几百万年几百万年几百万年几百万年在在在在7520075200摄摄氏度的温度下形成的氏度的温度下形成的氏度的温度下形成的氏度的温度下形成的 煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化，经过几Tankertanker Design思考影响化学反应速率的因素有哪些？影响化学反应速率的因素有哪些？思考影响化学反应速率的因素有哪些？Tankertanker Design影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 内因：内因：反应物的性质反应物的性质外因：外因：浓度、温度、压强、催化剂、接浓度、温度、压强、催化剂、接触面积、光、波等触面积、光、波等影响化学反应速率的因素 内因：反应物的性质外因：浓度、温度Tankertanker Design影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 增大增大增大增大反应反应反应反应物的浓度物的浓度物的浓度物的浓度使用使用使用使用催化剂催化剂催化剂催化剂增大增大增大增大压强压强压强压强升高升高升高升高温度温度温度温度_反应速率反应速率反应速率反应速率增大增大增大增大影响化学反应速率的因素 增大反应物的浓度使用催化剂增大压强升Tankertanker Design有效碰撞活化分子活化能反应速率的反应速率的反应速率的反应速率的影响因素影响因素影响因素影响因素-内因分析内因分析内因分析内因分析有效碰撞反应速率的影响因素-内因分析Tankertanker Design没足够的能量足够的能量合适的取向借鉴投篮获得灵感没合适的取向没足够的能量足够的能量借鉴投篮获得灵感没合适的取向Tankertanker Design碰撞理论碰撞过轻没有合适的取向有效碰撞碰撞理论碰撞过轻Tankertanker Design催化剂化学反应速率课件Tankertanker Design化学反应的本质化学反应的本质:旧键的断裂和新键的生成旧键的断裂和新键的生成如何实现如何实现?化学反应的先决条件化学反应的先决条件:反应物分子间的反应物分子间的相互碰撞相互碰撞有效碰撞有效碰撞化学反应的发生化学反应的发生活化分子活化分子:能够发生有效碰撞的分子能够发生有效碰撞的分子碰撞过轻碰撞过轻取向不好取向不好在其他条件不变时在其他条件不变时,对某一反应来说对某一反应来说,活化分子所占的百活化分子所占的百分数是一定的分数是一定的化学反应的本质:旧键的断裂和新键的生成如何实现?化学反应的先Tankertanker Design有效碰撞理论有效碰撞理论引起分子间的化学反应的碰撞。引起分子间的化学反应的碰撞。有效碰撞理论引起分子间的化学反应的碰撞。Tankertanker Design1.碰撞理论反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，但不是每次碰撞都能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞，有效碰撞必须满足两个条件：一是发生碰撞的分子具有 ；二是分子在一定的 发生碰撞。在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为 。足够的能量足够的能量方向上方向上活化分子活化分子足够的能量方向上活化分子Tankertanker Design活化分子和活化能理论活化分子和活化能理论活化分子活化分子具有具有较高能量较高能量，能够，能够发生有效碰撞发生有效碰撞的分子的分子 发生有效碰撞的分子发生有效碰撞的分子一定是一定是活化分活化分 子，子，但活化分子的碰撞但活化分子的碰撞不一定是不一定是有效碰撞。有效碰撞。活化分子和活化能理论活化分子具有较高能量，能够发生有效碰撞的Tankertanker Design活化能活化能活化分子高出活化分子高出反应物分子平均能量反应物分子平均能量的部分的部分活化能活化分子高出反应物分子平均能量的部分Tankertanker DesignE1为反应物的活化能为反应物的活化能E1为反应物的活化能Tankertanker Design活化能活化能越小越小 则一般分子成为活化分子则一般分子成为活化分子越容易越容易，则活化分子则活化分子越多越多，则单位时间内有效碰撞则单位时间内有效碰撞越多越多，则反应速率则反应速率越大。越大。活化能越小则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速Tankertanker Design注意：a.活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞。b活化分子数越多，有效碰撞次数就越多，反应速率就越快，单位体积内活化分子数与单位体积内反应物分子总数成正比。c活化能是指活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量的差值。催化剂化学反应速率课件Tankertanker Design二、二、外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响1.浓度浓度2.压强压强3.温度温度4.催化剂催化剂二、外界条件对化学反应速率的影响1.浓度Tankertanker Design1.浓度对反应速率的影响浓度对反应速率的影响增加增加增加增加增加增加增大增大1.浓度对反应速率的影响增加增加增加增大Tankertanker Design1、浓度对化学反应速率的影响。、浓度对化学反应速率的影响。原因：原因：在其他条件不变时，对某一反应在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。应速率也必然增大。规律：规律：其他条件不变时，增大反应物的其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。度，可以减小化学反应的速率。1、浓度对化学反应速率的影响。原因：在其他条Tankertanker Design2.压强对反应速率的影响压强对反应速率的影响增加增加增加增加增加增加增大增大碰撞理论解释碰撞理论解释2.压强对反应速率的影响增加增加增加增大碰撞理论解释Tankertanker Design2、压强对反应速率的影响。、压强对反应速率的影响。原因：原因：对气体来说，若其他条件不变，对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。大化学反应的速率。规律：规律：对于有气体参加的反应，若其他对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反压强，反应应速率减慢。速率减慢。2、压强对反应速率的影响。原因：对气体来说，若其他条件不Tankertanker Design3.温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响不变不变增加增加增加增加增大增大碰撞理论解释碰撞理论解释3.温度对反应速率的影响不变增加增加增大碰撞理论解释Tankertanker Design 3、温度对化学反应速率的影响。、温度对化学反应速率的影响。原因原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子的数量，反能量增加，从而增加了活化分子的数量，反应速率增大。应速率增大。(2)温度升高，使分子运动的速度加快，温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。规律：规律：其他条件不变时，升高温度，可其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。速率。3、温度对化学反应速率的影响。原因：(1)浓度一定时，升高Tankertanker Design过渡态理论过渡态理论 反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物能量能量能量能量反应过程反应过程反应过程反应过程无催化剂过渡态无催化剂过渡态无催化剂过渡态无催化剂过渡态Ea2活化能活化能活化能活化能Ea1有催化剂过渡态有催化剂过渡态有催化剂过渡态有催化剂过渡态Ea1Ea24.4.催化剂对反应速率的影响催化剂对反应速率的影响过渡态理论 反应物生成物能量反应过程无催化剂过渡态Ea2活化Tankertanker Design过渡态理论过渡态理论 过渡态理论 Tankertanker Design不变不变增加增加增大增大增加增加不变增加增大增加Tankertanker Design4、催化剂对化学反应速率的影响。、催化剂对化学反应速率的影响。原因：原因：在其他条件不变时，使用催化剂在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。分子百分数，因而使反应速率加快。规律：规律：催化剂可以改变化学反应的速率催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。如不特意说明，指正催化剂。4、催化剂对化学反应速率的影响。原因：在其他Tankertanker Design注意：注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。物质叫催化剂。b、同一催化剂能同等程度的改变化、同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。学反应的速率。c、催化剂中毒：催化剂的活性因接、催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。种现象叫催化剂中毒。注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质Tankertanker Design举例：举例：在在N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3中，当其他外界条件不中，当其他外界条件不变时：变时：减小体系压强，该反应的速率怎么变？减小体系压强，该反应的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入N N2 2 ，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？在反应中保持体系容积不变，充入在反应中保持体系容积不变，充入HeHe，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？在反应中保持体系压强不变，充入在反应中保持体系压强不变，充入HeHe，反应，反应的速率怎么变？的速率怎么变？减慢减慢加快加快不变不变减慢减慢交流与思考交流与思考举例：在N2+3H22NH3中，当其他外界条件不变时：减慢Tankertanker Design1、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。学反应的速率产生影响。练习：练习：对于在溶液间进行的反应，对反应对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（速率影响最小的因素是（）A、温度、温度 B、浓度、浓度 C、压强、压强 D、催化、催化剂剂练习：练习：下列条件的变化，是因为降低反应所下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（子百分数致使反应速率加快的是（）A、增大浓度、增大浓度 B、增大压强、增大压强 C、升高温度、升高温度 D、使用催化剂、使用催化剂CD1、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的Tankertanker Design2影响化学反应速率的外界条件(1)浓度：度：对气体参加的反气体参加的反应或在或在 中中进行的行的 产生影响，在其他条件不生影响，在其他条件不变时，增大反，增大反应物的物的浓度，化学反度，化学反应速率速率 ，与反，与反应物的物的总量量 。(2)压强强：对有有 参加的化学反参加的化学反应而言，在温度一而言，在温度一定定时，对一定量气体，增大一定量气体，增大压强强就会使就会使 缩小，小，使气体使气体增多，化学反增多，化学反应速率速率 。若减小。若减小压强强，气体体，气体体积扩大，气体反大，气体反应物物浓度就减小，化学反度就减小，化学反应速率也减小。速率也减小。溶液溶液离子反应离子反应加快加快无关无关气体体积气体体积单位体积内活化分子个数单位体积内活化分子个数加快加快2影响化学反应速率的外界条件溶液离子反应加快无关气体体积单Tankertanker Design(3)温度：温度升高，化学反温度：温度升高，化学反应速率速率 ，一般地，一般地说，温度每升高温度每升高10，反，反应速率增大到原来的速率增大到原来的 倍。倍。升高温度，无升高温度，无论是吸是吸热反反应还是放是放热反反应，速率，速率。(4)催化催化剂：催化：催化剂化学反化学反应速率，但不能使本来不会速率，但不能使本来不会发生的反生的反应变为可能。催化可能。催化剂反反应过程，只是反程，只是反应前后前后质量与量与组成成。(5)其他：光、超声波、激光、放射其他：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反磁波、反应物物颗粒大小、粒大小、扩散速率、溶散速率、溶剂等因素也都能等因素也都能对某些化学某些化学反反应的反的反应速率速率产生一定的影响，例如生一定的影响，例如氯水水经光照能加速光照能加速次次氯酸分解，加快酸分解，加快Cl2与水的反与水的反应。形成原。形成原电池也是增大反池也是增大反应速率的一种途径。速率的一种途径。加快加快24均加快均加快能同等程度地改变能同等程度地改变参与参与均不变均不变加快24均加快能同等程度地改变参与均不变Tankertanker Design要从以下几个方面准确理解外界条件对化学反应速率的影响(1)固体、纯液体的浓度视为定值(在一定温度下)，不因其量的增减而影响反应速率，但因表面积(接触面)的变化而改变反应速率。将硫铁矿粉碎、将液体以雾状喷出，均是为了增大接触面，加快反应速率。(2)升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为v(吸)加快而v(放)减慢。要从以下几个方面准确理解外界条件对化学反应速率的影响Tankertanker Design(3)改改变压强强对化学反化学反应速率速率产生影响的根本原因是生影响的根本原因是引起引起浓度的改度的改变。所以在。所以在讨论压强强对反反应速率的影响速率的影响时，应分析引起分析引起压强强改改变的原因及的原因及这种改种改变对反反应体系的体系的浓度度产生何种影响。生何种影响。对于气体反于气体反应体系，有以下几种情况：体系，有以下几种情况：催化剂化学反应速率课件Tankertanker Design催化剂化学反应速率课件Tankertanker Design催化剂化学反应速率课件Tankertanker Design探究实验块状块状CaCO31mol/LHCl 10mL0.1mol/LHCl 10mL现象：现象：1mol/LHCl的试管比的试管比 0.1mol/LHCl试管产生气泡速率快。试管产生气泡速率快。初步结论初步结论1：增大反应物浓度可以加快反应速率。：增大反应物浓度可以加快反应速率。然后再给然后再给0.1mol/LHCl的试管加热的试管加热反应速率加快反应速率加快初步结论初步结论2：升高温度，反应速率加快。：升高温度，反应速率加快。探究实验块状CaCO31mol/LHCl 10mL0.1moTankertanker Design例2：硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O 下列四种情况中最早出现浑浊的是：（）A、10时0.1 mol/L Na2S2O3和0.1 mol/L H2SO4各 5 mLB、10时0.1 mol/L Na2S2O3和0.1 mol/L H2SO4 各5 mL，加水10mLC、20时0.1 mol/L Na2S2O3和0.1 mol/L H2SO4各 5 mLD、20 时0.2mol/L Na2S2O3和0.1 mol/L H2SO4各5 mL，加水10 mL 答案：C例2：硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应：下Tankertanker Design 例1：增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（）升高温度使反应速率加快的主要原因是（）使用催化剂使反应速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数B、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加 D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AACD 例1：增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原AACDTankertanker Design例例3 3.NO.NO和和 CO CO都是汽车尾气中的物质，都是汽车尾气中的物质，它们能很缓慢地反应生成它们能很缓慢地反应生成COCO2 2 和和 N N2 2，对此反应有关的叙述中不正确的是对此反应有关的叙述中不正确的是()()A A、降低温度能加快化学反应速率；、降低温度能加快化学反应速率；B B、使用适当催化剂可以、使用适当催化剂可以加加快化学反应快化学反应速率；速率；C C、增大一氧化氮的量可以加快化学反、增大一氧化氮的量可以加快化学反应速率；应速率；D D改变压强对化学反应速率没有影响。改变压强对化学反应速率没有影响。AD例3.NO和 CO都是汽车尾气中的物质，ADTankertanker Design例例4：下下列列关关于于催催化化剂剂的的说说法法，正正确确的是的是 A催催化化剂剂能能使使不不起起反反应应的的物物质质发发生反应生反应B催催化化剂剂在在化化学学反反应应前前后后，化化学学性性质和质量都不变质和质量都不变 C催化剂能改变化学反应速率催化剂能改变化学反应速率 D任何化学反应，都需要催化剂任何化学反应，都需要催化剂答案：BC例4：下列关于催化剂的说法，正确的是 Tankertanker Design再再 见见细节决定成败细节决定成败再 见